精品解析:江苏南通市海安市实验中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-14
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内容正文:
实验中学高二年级学情检测
化学试题
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cr-52
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列过程中,通常需要增大化学反应速率的是
A. 工业合成氨 B. 钢铁的腐蚀 C. 食物腐败 D. 塑料老化
2. 肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1,已知200 ℃时:
反应Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1
下列说法不正确的是
A. 图1所示过程①是放热反应,过程②是吸热反应
B. 反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C. 断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
D. 200 ℃时,1 mol N2H4(g)和1 mol H2(g)具有的能量大于2 mol NH3(g)具有的能量
3. 下列实验装置能达到相应实验目的的是
A. 用甲装置测定H2O2的分解速率
B. 用乙装置研究温度对化学反应速率的影响
C. 用丙装置研究金属离子对H2O2分解速率的影响
D. 用丁装置研究温度对化学平衡的影响
4. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 淀粉酶催化淀粉水解
B. 用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体
C. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
D. 工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高的利用率
5. 对于反应,其他条件不变时,下列说法错误的是
A. 当时,反应达到化学平衡
B. 恒容下,向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动
C. 升高反应温度,体系活化分子数增加
D. 增大浓度,平衡常数不变
阅读下列材料,完成下面小题:
催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3 (二甲醚)、V2O5催化氧化SO2等。催化剂有选择性,如CH2=CH2与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO,CH2=CH2的燃烧热。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。
6. 下列有关反应描述正确的是
A. C2H5OH催化氧化为CH3CHO,C2H5OH断裂C-O键
B. 氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D. 石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 汽车尾气处理:
B. CH2=CH2燃烧的热化学方程式:
C. 硝酸工业中NH3的氧化反应:
D. CO2和H2催化制二甲醚:
8. V2O5催化反应 中能量变化如图所示,反应包含①、②两个步骤。下列说法正确的是
A. V2O5催化时,该反应的快慢取决于步骤①
B. 一定条件下,1mol SO2(g)与0.5mol O2(g)充分反应能放出99kJ的热量
C. 其它条件一定,升高温度有利于提高SO2的平衡转化率
D. 在已达平衡的体系中,充入18O2,达到平衡时SO2、O2、SO3中都存在18O
9. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
10. 某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B. C. D.
11. 下列叙述与图像对应符合的是
A. 图1表示达到平衡状态的N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B. 对于反应A(g)+2B(g)3C(g)+D(s),缩小容器容积,可使图2的曲线b变为曲线a
C. 图3表示温度对反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0的影响
D. 对于反应2X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0,若p3<p4,y可以表示Z的百分含量
12. 室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
实验方案
探究目的
A
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mL HI气体,分解达到平衡后充入Ar气,观察气体颜色变化
探究压强对平衡移动的影响
B
向体积相等的浓硫酸和稀硫酸中分别加入相同的铁片,观察产生气泡的快慢
探究浓度对化学反应速率的影响
C
向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入5mL 2mol/L盐酸,用温度计测量其温度的变化
探究Mg与盐酸反应的热效应
D
取1mL0.1mol/LKI溶液,向其中加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后用CCl4萃取、分液,向水层滴加KSCN溶液,观察溶液颜色的变化
探究Fe3+与I-的反应是否可逆
A. A B. B C. C D. D
13. 和联合重整能减少温室气体的排放。重整时发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
其他条件相同,投料比为时,和的平衡转化率与温度变化关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 其他条件不变,)投料比为,则平衡时转化率一定高于
B. 一定条件下,使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量
C. 始终低于1.0,是因为发生了反应Ⅱ
D. 其他条件不变,550~650℃,升高温度更有利于反应Ⅱ进行
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 按要求填空:
(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下: ,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是________[填“S(s,单斜)”或“S(s,斜方)”]。
(2)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的表示生成1mol产物的数据)。
写出表示S8(s)燃烧热的热化学方程式:________________________。
(3)某化学兴趣小组用硫酸与溶液进行中和热测定实验。
Ⅰ.配制0.5mol/LNaOH溶液
①若实验中大约要使用248mLNaOH溶液,则至少需要称量NaOH固体________g。
②配制溶液除了使用托盘天平、烧杯、药匙、量筒、玻璃棒以外还需要哪些仪器?________。
Ⅱ.进行中和热测定实验,实验装置如下图。取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
③某学生记录的实验数据如表所示。(已知:实验中硫酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g/cm3,中和反应后溶液的比热容)
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
硫酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
24.3
2
20.2
20.4
24.4
3
20.3
20.5
25.4
4
20.4
20.6
24.8
依据该学生的实验数据计算,该实验测得中和热ΔH=________(取小数点后一位)。
④上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是________(填标号)。
a.用量筒量取氢氧化钠的体积时仰视读数
b.把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入硫酸中
c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液温度
d.大烧杯的杯盖中间小孔太大
15. CO、CO2和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。由CO和H2制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚涉及的主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)反应的ΔH=________;CO和CO2分子中的化学键分别视为C≡O和C=O,则估算该反应的ΔH需要________(填数字)种化学键的键能。
(2)下列措施中,既能提高反应中CH3OCH3的平衡产率又能加快反应速率的有________(填字母)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入合适的催化剂
(3)一定温度下,将2molCO2和8molH2充入体积2L的密闭容器,发生反应,H2的物质的量随时间变化如图1所示。
①0∼2min内CH4的平均反应速率为________。
②其他条件不变,能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母)。
A.单位时间内消耗1mol CO2的同时消耗4molH2
B.体系中H2的浓度不再改变
C.混合气体的密度不再改变
(4)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下只发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图2所示。
①________(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)________K(Y)。
③不改变反应温度,CO平衡转化率由Z点达到Y点的措施有________________。
(5)利用配位化学原理也可以实现CO2的捕捉和释放,从而实现回收利用。题图3是一种含锌配合物捕捉和释放CO2的反应过程,请在方框内画出转化中间体的结构式________。
16. 烟气中和的处理对空气质量具有重要意义。
Ⅰ.用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中的相关反应的热化学方程式如下:
(1)反应的___________。
(2)用碳酸钠溶液吸收的过程会产生和,写出相关化学反应方程式:___________。
Ⅱ.臭氧氧化-碱吸收法同时脱除烟气中和,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知该体系中温度80℃以上臭氧发生分解反应:。
其它条件不变,每次向反应器中充入含 、的模拟烟气和,改变温度,反应相同时间后体系中和的转化率如图所示。
(3)时,提高的转化率措施有___________。
(4)由图可知相同温度下的转化率远高于,结合题中数据分析其可能原因___________。
(5)温度高于后,和的转化率同时随温度升高而下降的原因为___________。
Ⅲ.催化溶液脱除烟气中。可以促进溶液中的分解,从而产生氧化性更强的(是一种有刺激性气味的黄绿色气体)。其主要化学反应如下:
(6)催化溶液中的分解的总反应离子方程式为___________。
(7)在相同条件下,氧化率随吸收液初始变化关系如图所示。
吸收液初始pH大于3以后,氧化率随增大迅速减小的原因是___________。
17. 重铬酸钾()在不同领域有着重要用途。
(1)室温下,溶液中含铬物种的浓度与pH的关系如图所示,反应的平衡常数______。
(2)酸性溶液曾用于检测司机是否酒后驾驶,反应原理如下(未配平):
为探究用量对该反应速率的影响,设计如下实验:
室温下,将不同体积的溶液分别与溶液混合,加入乙醇溶液,用蒸馏水定容至50mL;静置30min后,用分光光度计测得溶液的吸光度A与溶液体积的关系如图所示(吸光度A仅与的浓度成正比)。
①若实验中加入的与乙醇完全反应,转移电子的物质的量为______mol。
②随着硫酸用量增加,吸光度A先增大后基本不变的原因是______。
(3)醋酸亚铬是一种红色晶体,在气体分析中常用作氧气吸收剂,其难溶于冷水,易溶于酸,潮湿环境下易被氧化。实验室用制备醋酸亚铬的装置如图所示:
①吸滤瓶中,锌将还原为(蓝色)的离子方程式为______。实验中锌必须过量的原因是______。
②锥形瓶中发生反应。请补充完整实验方案:打开,关闭,打开,向吸滤瓶中逐滴加入盐酸溶液;______;依次用蒸馏水、无水乙醇、无水乙醚洗涤晶体,干燥(实验中必须使用的用品:瓶塞、冰水浴)。
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实验中学高二年级学情检测
化学试题
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cr-52
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列过程中,通常需要增大化学反应速率的是
A. 工业合成氨 B. 钢铁的腐蚀 C. 食物腐败 D. 塑料老化
【答案】A
【解析】
【详解】A.工业合成氨对生产有利,应该增大化学反应速率,故A符合题意;
B.钢铁腐蚀对生产生活不利,应该减小化学反应速率,故B不符合题意;
C.生物腐败对生活不利,应该减小化学反应速率,故C不符合题意;
D.塑料老化消耗人类生活中使用的塑料产品,则应降低反应速率,故D不符合题意。
答案选A。
2. 肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1,已知200 ℃时:
反应Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1
下列说法不正确的是
A. 图1所示过程①是放热反应,过程②是吸热反应
B. 反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C. 断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
D. 200 ℃时,1 mol N2H4(g)和1 mol H2(g)具有的能量大于2 mol NH3(g)具有的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.过程①对应反应Ⅰ,,为放热反应;根据盖斯定律,由可得过程②反应,因此过程②为吸热反应,A正确;
B.反应Ⅱ的,为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,与图2的能量变化一致,B正确;
C.反应Ⅰ为放热反应,反应的焓变反应物总键能生成物总键能,即断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量,C错误;
D.反应Ⅱ为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,因此和具有的总能量大于具有的总能量,D正确;
故选C。
3. 下列实验装置能达到相应实验目的的是
A. 用甲装置测定H2O2的分解速率
B. 用乙装置研究温度对化学反应速率的影响
C. 用丙装置研究金属离子对H2O2分解速率的影响
D. 用丁装置研究温度对化学平衡的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲装置使用长颈漏斗,生成的会从长颈漏斗逸出,无法准确测定体积,不能计算反应速率,A错误;
B.乙装置中两组实验的Na2S2O3、H2SO4浓度均不相同,同时存在温度和浓度两个变量,不符合控制变量法的要求,无法单独研究温度对反应速率的影响,B错误;
C.丙装置中加入的金属盐浓度不同,变量不唯一,不能研究金属离子对分解速率的影响,C错误;
D.丁装置只有温度不同,可通过气体颜色变化判断平衡移动方向,研究温度对平衡的影响,D正确;
故选D。
4. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 淀粉酶催化淀粉水解
B. 用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体
C. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
D. 工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高的利用率
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉酶催化淀粉水解涉及酶催化作用,只改变反应速率,不涉及化学平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A错误;
B.用饱和食盐水除去氯气中的少量气体,利用浓度增大使溶解平衡()逆向移动,符合勒夏特列原理,B正确;
C.向含有的红色溶液中加入铁粉,铁粉还原为,降低浓度,使平衡逆向移动,溶液颜色变浅,符合勒夏特列原理,C正确;
D.工业上生产硫酸使用过量空气,增加浓度使平衡正向移动,提高利用率,符合勒夏特列原理,D正确;
故答案选A。
5. 对于反应,其他条件不变时,下列说法错误的是
A. 当时,反应达到化学平衡
B. 恒容下,向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动
C. 升高反应温度,体系活化分子数增加
D. 增大浓度,平衡常数不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比是反应任意时刻都满足的规律,该式未指明速率对应正反应方向还是逆反应方向,无法判断反应是否达到平衡,A错误;
B.恒容下充入惰性气体,反应体系中各气态物质的浓度均不发生改变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,B正确;
C.升高温度,普通分子吸收能量转化为活化分子,体系中活化分子总数增加,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,温度不变时,增大反应物的浓度,平衡常数不发生改变,D正确;
故选A。
阅读下列材料,完成下面小题:
催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3 (二甲醚)、V2O5催化氧化SO2等。催化剂有选择性,如CH2=CH2与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO,CH2=CH2的燃烧热。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。
6. 下列有关反应描述正确的是
A. C2H5OH催化氧化为CH3CHO,C2H5OH断裂C-O键
B. 氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D. 石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 汽车尾气处理:
B. CH2=CH2燃烧的热化学方程式:
C. 硝酸工业中NH3的氧化反应:
D. CO2和H2催化制二甲醚:
8. V2O5催化反应 中能量变化如图所示,反应包含①、②两个步骤。下列说法正确的是
A. V2O5催化时,该反应的快慢取决于步骤①
B. 一定条件下,1mol SO2(g)与0.5mol O2(g)充分反应能放出99kJ的热量
C. 其它条件一定,升高温度有利于提高SO2的平衡转化率
D. 在已达平衡的体系中,充入18O2,达到平衡时SO2、O2、SO3中都存在18O
【答案】6. B 7. D 8. D
【解析】
【6题详解】
A.乙醇催化氧化生成乙醛时,断裂的是键和与羟基相连的上的键,A错误;
B.氯自由基是臭氧分解反应的催化剂,催化剂的作用原理是通过参与反应改变反应历程、降低活化能,B正确;
C.丁烷分子中所有化学键均为键,不存在键,裂化生成乙烷和乙烯的过程仅断裂键,C错误;
D.石墨中碳原子为杂化,金刚石中碳原子为杂化,转化过程是杂化类型从变为,D错误;
故选B。
【7题详解】
A.和在催化剂作用下转化为无毒的和,即:,方程式配平错误,A错误;
B.燃烧热的定义要求生成的水为液态,即: ,B错误;
C.硝酸工业中的催化氧化产物是,即:,C错误;
D.和催化制二甲醚,即:,D正确;
故选D。
【8题详解】
A.总反应的速率由活化能更高的慢步骤决定,从能量图可知步骤②的活化能远大于步骤①,因此催化时,该反应的快慢取决于步骤②,A错误;
B.该反应是可逆反应,和充分反应不能进行完全,实际放出的热量小于,B错误;
C.该反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率会降低,C错误;
D.由于可逆反应正、逆反应同时进行,充入后,会通过正反应进入中,又会通过逆反应将转移到里,最终三种物质中均存在,D正确;
故选D。
9. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变为生成物总能量与反应物总能量的差值,也等于正反应活化能减去逆反应活化能,即,A错误;
B.时刻转化率为,消耗浓度为,根据反应计量关系,生成浓度为,平均速率,B错误;
C.平衡时转化率为,则平衡浓度:,,代入平衡常数表达式:,C错误;
D.由图1可知反应物总能量高于生成物,反应放热,,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率减小,平衡浓度大于原平衡的,D正确;
故选D。
10. 某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率,则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。
【详解】A.X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;
B.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能,B项符合题意;
C.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,C项不符合题意;
D.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0,且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,D项不符合题意;
选B。
11. 下列叙述与图像对应符合的是
A. 图1表示达到平衡状态的N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B. 对于反应A(g)+2B(g)3C(g)+D(s),缩小容器容积,可使图2的曲线b变为曲线a
C. 图3表示温度对反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0的影响
D. 对于反应2X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0,若p3<p4,y可以表示Z的百分含量
【答案】B
【解析】
【详解】A.若时刻充入一定量,反应物浓度瞬间不变,正反应速率应在原有平衡速率基础上逐渐升高,与图中突变不符,A错误;
B.反应反应前后气体计量数之和相等,缩小容器容积(增大压强),反应速率加快、平衡不移动,的平衡转化率不变,可使曲线变为曲线,B正确;
C.反应为放热反应,升高温度反应速率加快,先达到平衡,且平衡逆向移动,平衡含量降低,则下先达到平衡且平衡含量更低,图像不符合规律,C错误;
D.反应正反应气体分子数减小,,增大压强平衡正向移动,的百分含量应升高,与图中相同温度下对应的值更低不符,D错误;
故选B。
12. 室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
实验方案
探究目的
A
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mL HI气体,分解达到平衡后充入Ar气,观察气体颜色变化
探究压强对平衡移动的影响
B
向体积相等的浓硫酸和稀硫酸中分别加入相同的铁片,观察产生气泡的快慢
探究浓度对化学反应速率的影响
C
向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入5mL 2mol/L盐酸,用温度计测量其温度的变化
探究Mg与盐酸反应的热效应
D
取1mL0.1mol/LKI溶液,向其中加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后用CCl4萃取、分液,向水层滴加KSCN溶液,观察溶液颜色的变化
探究Fe3+与I-的反应是否可逆
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.恒温恒容条件下充入Ar气,容器内总压增大,但HI、、的浓度均不改变,平衡不移动,气体颜色无变化,无法探究压强对平衡移动的影响,A错误;
B.室温下浓硫酸会使铁发生钝化,无法持续反应产生气泡,两组实验的反应原理不同,不能用于探究浓度对反应速率的影响,B错误;
C.镁条与盐酸反应,通过反应前后温度计的示数变化,可以明确感知该反应是放热还是吸热,能探究反应的热效应,C正确;
D.该实验中FeCl3过量,反应后水层中有剩余,滴加KSCN都会变红,无法证明该反应存在限度、是否为可逆反应,D错误;
故选C。
13. 和联合重整能减少温室气体的排放。重整时发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
其他条件相同,投料比为时,和的平衡转化率与温度变化关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 其他条件不变,)投料比为,则平衡时转化率一定高于
B. 一定条件下,使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量
C. 始终低于1.0,是因为发生了反应Ⅱ
D. 其他条件不变,550~650℃,升高温度更有利于反应Ⅱ进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.其他条件不变,投料比为时,二氧化碳既和甲烷反应,也和氢气反应,则平衡时CO2转化率一定高于CH4,A正确;
B.催化剂可加快反应速率,缩短达到平衡的时间,从而提高单位时间内H2的产量,B正确;
C.由方程式可知,反应中氢气与一氧化碳的物质的量比始终为,若氢气与一氧化碳的物质的量比始终低于1.0,说明发生了反应,C正确;
D.由图可知,条件下,甲烷的转化率大于二氧化碳的转化率,说明升温更有利于反应,D错误;
故选D。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 按要求填空:
(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下: ,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是________[填“S(s,单斜)”或“S(s,斜方)”]。
(2)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的表示生成1mol产物的数据)。
写出表示S8(s)燃烧热的热化学方程式:________________________。
(3)某化学兴趣小组用硫酸与溶液进行中和热测定实验。
Ⅰ.配制0.5mol/LNaOH溶液
①若实验中大约要使用248mLNaOH溶液,则至少需要称量NaOH固体________g。
②配制溶液除了使用托盘天平、烧杯、药匙、量筒、玻璃棒以外还需要哪些仪器?________。
Ⅱ.进行中和热测定实验,实验装置如下图。取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
③某学生记录的实验数据如表所示。(已知:实验中硫酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g/cm3,中和反应后溶液的比热容)
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
硫酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
24.3
2
20.2
20.4
24.4
3
20.3
20.5
25.4
4
20.4
20.6
24.8
依据该学生的实验数据计算,该实验测得中和热ΔH=________(取小数点后一位)。
④上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是________(填标号)。
a.用量筒量取氢氧化钠的体积时仰视读数
b.把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入硫酸中
c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液温度
d.大烧杯的杯盖中间小孔太大
【答案】(1)S(s,斜方)
(2)S8(s)+8O2(g)=8SO2(g) ΔH=−8a kJ⋅mol−1
(3) ①. 5.0 ②. 250mL容量瓶、胶头滴管 ③. -56.2kJ/mol ④. bcd
【解析】
【小问1详解】
物质能量越低越稳定,该转化反应,说明单斜硫转化为斜方硫放出热量,斜方硫的能量更低,因此更稳定。
【小问2详解】
燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,S的稳定氧化物为。根据题图,完全燃烧生成1mol 时放热,因此1mol 完全燃烧生成8mol 的反应热,据此写出热化学方程式为:S8(s)+8O2(g)=8SO2(g) ΔH=−8a kJ⋅mol−1 。
【小问3详解】
① 实验室没有248mL规格的容量瓶,需要配制250mL 0.5mol/L的NaOH溶液,计算得,。
② 配制一定物质的量浓度溶液,除已给仪器外,还需要250mL容量瓶和定容用的胶头滴管。
③ 先计算每组的温度差:第1组,第2组,第3组,第4组,第3组数据偏差过大,应该舍去,平均温差。溶液总质量为,反应放出的热量。反应生成的的物质的量为,因此中和热。
④该实验测得的中和热绝对值小于57.3kJ/mol,说明有热量损失:
a.仰视量取NaOH,会导致NaOH体积偏大,反应放热偏多,测得中和热绝对值偏大,a不符合题意;
b.NaOH分多次倒入硫酸中,会导致热量多次散失,结果偏小,b符合题意;
c.测完NaOH的温度计直接测硫酸温度,温度计上残留的NaOH与硫酸提前反应放热,使测得的硫酸起始温度偏高,温差偏小,结果偏小,c符合题意;
d.杯盖小孔太大,会导致热量大量散失,结果偏小,d符合题意;
故选bcd。
15. CO、CO2和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。由CO和H2制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚涉及的主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)反应的ΔH=________;CO和CO2分子中的化学键分别视为C≡O和C=O,则估算该反应的ΔH需要________(填数字)种化学键的键能。
(2)下列措施中,既能提高反应中CH3OCH3的平衡产率又能加快反应速率的有________(填字母)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入合适的催化剂
(3)一定温度下,将2molCO2和8molH2充入体积2L的密闭容器,发生反应,H2的物质的量随时间变化如图1所示。
①0∼2min内CH4的平均反应速率为________。
②其他条件不变,能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母)。
A.单位时间内消耗1mol CO2的同时消耗4molH2
B.体系中H2的浓度不再改变
C.混合气体的密度不再改变
(4)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下只发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图2所示。
①________(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)________K(Y)。
③不改变反应温度,CO平衡转化率由Z点达到Y点的措施有________________。
(5)利用配位化学原理也可以实现CO2的捕捉和释放,从而实现回收利用。题图3是一种含锌配合物捕捉和释放CO2的反应过程,请在方框内画出转化中间体的结构式________。
【答案】(1) ①. ②. 5
(2)b (3) ①. ②. B
(4) ①. > ②. = ③. 增大压强或增大另一种反应物的浓度(即增大起始时的投料比)
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应可由 得到,因此;
估算该反应的焓变需要反应物和生成物中所有化学键的键能,包括CO中的、 中的、中的和、中的,共计5种;
【小问2详解】
a.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,产率降低,a不符合题意;
b.该反应正向为气体分子数减小的反应,增大压强可加快反应速率且平衡正向移动,产率提高,b符合题意;
c.加入催化剂只能加快反应速率,不改变平衡转化率,c不符合题意;
故选b;
【小问3详解】
①0~2min内的平均反应速率为;
②A.单位时间内消耗的同时一定消耗,两者均为反应物,属于同一个方向的反应速率,不能说明该反应已达平衡状态,A项错误;
B.体系中的浓度不再改变,说明正逆反应速率相等,该反应已达平衡状态,B项正确;
C.混合气体的总质量和总体积不变,则密度不改变,不能说明该反应已达平衡状态,C项错误;
故答案为:B。
【小问4详解】
①该反应正向为气体分子数减小的反应,相同温度下,增大压强平衡正向移动,转化率增大。图中对应的转化率大于,故。
②X点和Y点温度相同,化学平衡常数仅与温度有关,故。
③ Z点到Y点温度不变,转化率增大,可通过增大压强或增大另一种反应物的浓度(即增大起始时的投料比)来实现平衡正向移动。
【小问5详解】
根据反应过程可知,方框内画出转化中间体的结构式为。
16. 烟气中和的处理对空气质量具有重要意义。
Ⅰ.用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中的相关反应的热化学方程式如下:
(1)反应的___________。
(2)用碳酸钠溶液吸收的过程会产生和,写出相关化学反应方程式:___________。
Ⅱ.臭氧氧化-碱吸收法同时脱除烟气中和,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知该体系中温度80℃以上臭氧发生分解反应:。
其它条件不变,每次向反应器中充入含 、的模拟烟气和,改变温度,反应相同时间后体系中和的转化率如图所示。
(3)时,提高的转化率措施有___________。
(4)由图可知相同温度下的转化率远高于,结合题中数据分析其可能原因___________。
(5)温度高于后,和的转化率同时随温度升高而下降的原因为___________。
Ⅲ.催化溶液脱除烟气中。可以促进溶液中的分解,从而产生氧化性更强的(是一种有刺激性气味的黄绿色气体)。其主要化学反应如下:
(6)催化溶液中的分解的总反应离子方程式为___________。
(7)在相同条件下,氧化率随吸收液初始变化关系如图所示。
吸收液初始pH大于3以后,氧化率随增大迅速减小的原因是___________。
【答案】(1)
(2)
(3)延长反应时间或缩小反应器的容积
(4)反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,相同条件下更易发生反应
(5)温度高于后,随着温度升高,臭氧分解速率加快,臭氧浓度降低导致反应Ⅰ和Ⅱ的速率降低影响比升高温度导致反应Ⅰ和Ⅱ的速率升高大;反应Ⅰ和反应Ⅱ都是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,导致NO和SO2的转化率下降
(6)
(7)随增大,溶液中增大,催化剂转化为沉淀而失去催化效果
【解析】
【小问1详解】
观察反应1和反应2我们可以发现,反应1中生成了,反应2中消耗了并且生成,将反应1和反应2相加,可以消去和,两边同时除以2,得到目标反应,故对应的焓变为;
【小问2详解】
与会发生歧化反应,一部分被还原为,另一部分被氧化为,反应中作为碱性介质参与反应,生成、和,根据氧化还原反应的配平方法,写出反应的化学方程式:;
【小问3详解】
由图可知,80℃时要提高的转化率,可延长反应时间或缩小反应器的容积(即增大压强,加快反应速率);
【小问4详解】
反应的活化能越低,反应速率越快。由题中数据可知,反应Ⅰ的活化能,反应Ⅱ的活化能,反应Ⅰ的活化能远小于反应Ⅱ的活化能,在相同条件下,活化能小的反应速率快,所以相同时间内的转化量更多,转化率远高于,所以相同温度下的转化率远高于的可能原因是反应Ⅰ的活化能远小于反应Ⅱ的活化能,反应Ⅰ的反应速率更快,相同条件下更易发生反应;
【小问5详解】
已知该体系中温度80℃以上臭氧发生分解反应,随温度升高,臭氧分解速率加快,臭氧浓度降低导致反应Ⅰ和Ⅱ的速率降低影响比升高温度导致反应Ⅰ和Ⅱ的速率升高大,同时反应Ⅰ和反应Ⅱ都是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,导致NO和SO2的转化率下降;所以温度高于100℃后,和的转化率同时随温度升高而下降的原因为温度高于后,随着温度升高,臭氧分解速率加快,臭氧浓度降低导致反应Ⅰ和Ⅱ的速率降低影响比升高温度导致反应Ⅰ和Ⅱ的速率升高大;反应Ⅰ和反应Ⅱ都是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,导致NO和SO2的转化率下降;
【小问6详解】
可以促进溶液中的分解,从而产生氧化性更强的,将题给反应相加,消去过程物质,可得总反应离子方程式为:;
【小问7详解】
当吸收液初始pH大于3以后,溶液中浓度降低,随增大,溶液中增大,催化剂转化为沉淀而失去催化效果。
17. 重铬酸钾()在不同领域有着重要用途。
(1)室温下,溶液中含铬物种的浓度与pH的关系如图所示,反应的平衡常数______。
(2)酸性溶液曾用于检测司机是否酒后驾驶,反应原理如下(未配平):
为探究用量对该反应速率的影响,设计如下实验:
室温下,将不同体积的溶液分别与溶液混合,加入乙醇溶液,用蒸馏水定容至50mL;静置30min后,用分光光度计测得溶液的吸光度A与溶液体积的关系如图所示(吸光度A仅与的浓度成正比)。
①若实验中加入的与乙醇完全反应,转移电子的物质的量为______mol。
②随着硫酸用量增加,吸光度A先增大后基本不变的原因是______。
(3)醋酸亚铬是一种红色晶体,在气体分析中常用作氧气吸收剂,其难溶于冷水,易溶于酸,潮湿环境下易被氧化。实验室用制备醋酸亚铬的装置如图所示:
①吸滤瓶中,锌将还原为(蓝色)的离子方程式为______。实验中锌必须过量的原因是______。
②锥形瓶中发生反应。请补充完整实验方案:打开,关闭,打开,向吸滤瓶中逐滴加入盐酸溶液;______;依次用蒸馏水、无水乙醇、无水乙醚洗涤晶体,干燥(实验中必须使用的用品:瓶塞、冰水浴)。
【答案】(1)0.011
(2) ①. 0.004或 ②. V(H2SO4)<10mL,随着硫酸用量增大,溶液中c(H+)增大,反应速率增大,c(Cr3+)增 大;V(H2SO4)>10mL,30min内乙醇完全反应,c(Cr3+)基本不变
(3) ①. ②. 使 K2Cr2O7充分被还原为CrCl2(或防止CrCl2被氧化);产生H2将CrCl2溶液压入锥形瓶 ③. 当吸滤瓶中溶液颜色不再变化时,关闭K2,打开K3,关闭K1;当锥形瓶中溶液不再增加时,迅速用瓶塞塞紧锥形瓶;将锥形瓶置于冰水浴中冷却结晶,过滤
【解析】
【小问1详解】
根据C点:。
【小问2详解】
①Cr化合价变化为+6→+3,CH3CH2OH中C的化合价为-2,CH3COOH中C的化合价为0,C化合价变化为-2→0,1mol得到6mol电子,1molCH3CH2OH失去4mol电子,根据得失电子守恒,则反应K2Cr2O7和乙醇的计量系数比为2:3,转移12mol电子,有计量关系:2K2Cr2O7~3乙醇~12e-;实验中:K2Cr2O7的物质的量为,乙醇的物质的量为,K2Cr2O7过量,则转移电子的物质的量为;
②随着硫酸用量增加,吸光度A先增大后基本不变的原因是:V(H2SO4)<10mL,随着硫酸用量增大,溶液中c(H+)增大,反应速率增大,c(Cr3+)增 大;V(H2SO4)>10mL,30min内乙醇完全反应,c(Cr3+)基本不变。
【小问3详解】
①锌将还原为,同时生成Zn2+,离子方程式为;实验中锌必须过量的原因是:使 K2Cr2O7充分被还原为CrCl2(或防止CrCl2被氧化),同时产生H2将CrCl2溶液压入锥形瓶
实验方案为:打开,关闭,打开,向吸滤瓶中逐滴加入盐酸溶液;当吸滤瓶中溶液颜色不再变化时,关闭K2,打开K3,关闭K1;当锥形瓶中溶液不再增加时,迅速用瓶塞塞紧锥形瓶;将锥形瓶置于冰水浴中冷却结晶,过滤。
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